实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

2024-01-31 22:12:58

实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

一、实验目的

能够对Open vSwitch进行基本操作；
能够通过命令行终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机，管理流表；
能够通过Mininet的Python代码运行OVS命令，控制网络拓扑中的Open vSwitch交换机

二、实验环境

下载虚拟机软件Oracle VisualBox 或 VMware；
在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64，并完整安装Mininet；

三、实验要求

（一）基本要求

创建OVS交换机，并以ovs-switchxxx命名，其中xxx为本人在选课班级中的序号，例如ovs-switch001, ovs-switch088等。在创建的交换机上增加端口p0和p1，设置p0的端口号为100，p1的端口号为101，类型均为internal；为了避免网络接口上的地址和本机已有网络地址冲突，需要创建虚拟网络空间（参考命令netns）ns0和ns1，分别将p0和p1移入，并分别配置p0和p1端口的ip地址为190.168.0.100、192.168.0.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。

使用命令sudo ovs-vsctl show查看
使用命令sudo ip netns exec ns0 ping 192.168.0.101测试 p0 和 p1 的连通性

使用Mininet搭建的SDN拓扑，如下图所示，要求支持OpenFlow 1.3协议，主机名、交换机名以及端口对应正确。

使用命令../mininet/examples/miniedit.py打开 miniedit 可视化工具
勾选 OpenFlow 1.3 协议
将文件通过export level2 script保存为 .py 文件，修改代码
sudo python 005.py 执行程序，并用命令net查看端口的连接状态

通过命令行终端输入“ovs-ofctl”命令，直接在s1和s2上添加流表，划分出所要求的VLAN。

VLAN_ID Hosts

0 h1 h3

1 h2 h4

VLAN_ID	Hosts
0	h1 h3
1	h2 h4

给 s1, s2 添加流表
使用命令sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 dump-flows s1 sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 dump-flows s2查看 s1, s2 流表

主机连通性要求：

h1 – h3互通
h2 – h4互通
其余主机不通
pingall 查看主机连通性
sudo wireshark打开抓包工具，捕获 s1 的 3 号端口

（二）进阶要求

阅读SDNLAB实验使用Mininet，编写Python代码，生成（一）中的SDN拓扑，并在代码中直接使用OVS命令，做到可以直接运行Python程序完成和（一）相同的VLAN划分。

from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Node
from mininet.link import Link
from mininet.log import  setLogLevel, info
 
def myNet():
    "Create network from scratch using Open vSwitch."
 
    info( "*** Creating nodes\n" )
    switch1 = Node( 's1', inNamespace=False )
    switch2 = Node( 's2', inNamespace=False )
    h1 = Node( 'h1' )
    h2 = Node( 'h2' )
    h3 = Node( 'h3' )
    h4 = Node( 'h4' )
 
    info( "*** Creating links\n" )
    Link(h1, switch1, 1, 1)
    Link(h2, switch1, 1, 2)
    Link(h3, switch2, 1, 1)
    Link(h4, switch2, 1, 2)
    Link(switch1, switch2, 3, 3)
 
    info( "*** Configuring hosts\n" )
    h1.setIP('10.0.0.1')
    h2.setIP('10.0.0.2')
    h3.setIP('10.0.0.3')
    h4.setIP('10.0.0.4')
    info( str( h1 ) + '\n' )
    info( str( h2 ) + '\n' )
    info( str( h3 ) + '\n' )
    info( str( h4 ) + '\n' )
       
    info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )
    switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp2' )
    switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp2' )
   
 
    for intf in switch1.intfs.values():
        print(intf)
        print(switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf ))
 
    for intf in switch2.intfs.values():
        print(intf)
        print(switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp2 %s' % intf ))
 
 
    switch1.cmd(r'ovs-vsctl show')
    switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,action=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' ) 
    switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,action=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3' )
    switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,action=pop_vlan,output:1' )
    switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,action=pop_vlan,output:2' )

   
    switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,in_port=1,action=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' ) 
    switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,in_port=2,action=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3')
    switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,dl_vlan=0,action=pop_vlan,output:1' ) 
    switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,dl_vlan=1,action=pop_vlan,output:2')
 
    info("*** Running test\n")
    h1.cmdPrint('ping -c 3 ' + h2.IP())
    h1.cmdPrint('ping -c 3 ' + h3.IP())
    h1.cmdPrint('ping -c 3 ' + h4.IP())
    h2.cmdPrint('ping -c 3 ' + h1.IP())
    h2.cmdPrint('ping -c 3 ' + h3.IP())
    h2.cmdPrint('ping -c 3 ' + h4.IP())
 
    info( "*** Stopping network\n" )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    switch1.deleteIntfs()
    switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp2' )
    switch2.deleteIntfs()
    info( '\n' )
 
if __name__ == '__main__':
    setLogLevel( 'info' )
    info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
    Mininet.init()
    myNet()

四、个人总结

通过这次实验可以体验到 VLAN 的真实作用效果，学习了与 Open vSwitch 的知识和技术，学会了下发流表等基本操作，能够对Open vSwitch 进行简单的操作；
学会用命令行和 Python 代码来操作 Open vSwitch；
在命令行输入代码的时候一定要仔细，一不小心就会打错一个字母或者数字，造成让自己疑惑的结果。

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实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

一、实验目的

二、实验环境

三、实验要求

（一）基本要求

（二）进阶要求

四、个人总结

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